Assessing the condition of the material of pressure vessel after their long-lasting operation in the petrochemical industry using non-destructive acoustic methods and structural stress field analysis

• Autorzy: Lyasota Igor , Sarniak Łukasz , Kustra Piotr

Identyfikatory

DOI

10.17729/ebis.2019.3/6

Warianty tytułu

PL

Ocena stanu materiału urządzeń ciśnieniowych poddanych długotrwałej eksploatacji w instalacjach przemysłu rafineryjnego w oparciu o akustyczne metody badań nieniszczących oraz analizę pola naprężeń konstrukcji

• Języki publikacji: EN PL

Abstrakty

EN

The article discusses complex tests of an actual pressure vessel after its long-lasting operation in a petroleum distillation system. As a result of exposure to extreme conditions, the structural material of the vessel degraded and corroded significantly. The corrosion damage was identified and imaged using a Phased Array technique-based ultrasonic method. The subsequent stage of investigation involved hydraulic tests and the recording of acoustic emission signals. Stress concentration fields in damaged areas were identified using the FEM-based simulation method. The test results will be used to develop the complex methodology enabling the evaluation of the technical condition of pressure vessels used in the petrochemical industry. The above-named objective constitutes the primary goal of Programme LEADER VII, funded by the National Centre for Research and Development.

PL

Wykonano kompleksowe badania stanowiskowe rzeczywistego zbiornika ciśnieniowego poddanego wieloletniej eksploatacji w instalacji destylacji ropy naftowej. Na skutek pracy w warunkach ekstremalnych materiał elementów konstrukcji urządzenia uległ degradacji oraz zawierał liczne uszkodzenia korozyjne, które zostały zidentyfikowane i odwzorowane za pomocą szczegółowych badań metodą ultradźwiękową z wykorzystaniem techniki Phased Array. Na dalszym etapie badań wykonano próby hydrauliczne z rejestracją sygnałów emisji akustycznej. W celu określenia stref o koncentracji pola naprężeń w obszarach uszkodzeń dodatkowo wykonano symulację metodą elementów skończonych. Wyniki wykonanych badań stanowią bazę do opracowania złożonej metodyki oceny stanu technicznego urządzeń ciśnieniowych przemysłu rafineryjnego – głównego celu projektu badawczego Programu LIDER VII sfinansowanego przez Narodowe Centrum Badań i Rozwoju.

Słowa kluczowe

EN

acoustic emission; pressure equipment; material degradation; carbon steel

PL

emisja akustyczna; urządzenia ciśnieniowe; degradacja materiału; stal węglowa

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz - Górnośląski Instytut Technologiczny
• Czasopismo: Biuletyn Instytutu Spawalnictwa w Gliwicach
• Rocznik: 2019
• Tom: Vol. 63, No. 3
• Strony: 53--60
• Opis fizyczny: Bibliogr. 16 poz., rys., wykr., tab.

Twórcy

autor

Lyasota Igor

• Tadeusz Kościuszko Cracow University of Technology; Faculty of Mechanical Engineering

autor

Sarniak Łukasz

• Warsaw University of Technology; Faculty of Materials Engineering

autor

Kustra Piotr

• AGH University of Science and Technology in Cracow; Faculty of Materials Engineering and Industrial Computer Science

Bibliografia

• [1] Kelly M. P., Harris D. O., Pollock A. A.: Detection and location of flaw growth in metallic and composite structures. Monitoring Structural Integrity by Acoustic Emission. Special Technical Publication 571, American Society for Testing and Materials, 1975. https://www.astm.org/DIGITAL_LIBRARY/STP/PAGES/STP32252S.htm
• [2] Harris D. O. Dunegan H. L.: Acoustic Emission – 5 Application of Acoustic Emission to Industrial Problems. NDT, June, 1974.
• [3] Dunegan H. L.: Acoustic Emission Testing of 12-nickel managing steel pressure vessels. Second International Conference on Pressure Vessel Technology, Part 11, Materials Fabrication and Inspection, American Society of Mechanical Engineers.
• [4] Fowler T. J.: Experience with acoustic emission monitoring of chemical process industry vessels. Progress in Acoustic Emission III, The Japanese Society of NDT, 1986.
• [5] Rauscher F.: Defect Detection by Acoustic Emission Examination of Metallic Pressure Vessels. Journal of Acoustic Emission, vol. 22, 2004.
• [6] Anastasopoulos A. A., Kourousis D. A., Cole P. T.: Acoustic Emission Inspection of Spherical Metallic Pressure Vessels. The 2nd International Conference on Technical Inspection and NDT (TINDT2008) – Tehran, Iran – October 2008.
• [7] Nowak M., Baran I., Wierzchowski M., Kisielewski S.: Wykorzystanie emisji akustycznej przy ocenie uszkodzeń urządzeń ciśnieniowych ujawnianych innymi metodami NDT. 35 KKBN, Szczyrk, 2006.
• [8] PN-EN 14584:2013-07. Badania nieniszczące – Emisja akustyczna – Sprawdzanie metalowych urządzeń ciśnieniowych podczas próby odbiorczej – Planarna lokalizacja źródeł AE.
• [9] Article 12 ASME:2010. Acoustic emission examination of metallic vessels during pressure testing
• [10] ASTM E1139 / E1139M – 12. Standard practice for Continuous Monitoring of Acoustic Emission from Metal Pressure Boundaries.
• [11] Fowler T. J., Blessing J. A., Conlisk P. J., Swanson T.L.: The MONPAC System. Journal of Acoustic Emission, vol. 8, pp. 1-7, 1989.
• [12] Płowiec J., Szlagowska J., Lusa T., Paradowski K., Wojas G., Zagórski A., Spychalski W. L., Kurzydłowski K. J.: Wykorzystanie badań nieniszczących do wykrywania rozwarstwień powstających w instalacjach rafineryjno-petrochemicznych. Corrosion Today, Sobieszewo, 2008.
• [13] Paradowski K., Lusa T., Manaj W., Płowiec J., Spychalski W. L., Zagórski A., Ciesielski M., Kurzydłowski K. J.: Badania nieniszczące w ocenie degradacji stali 13CrMo4-5 pracującej w warunkach agresywnego środowiska wodorowego. XIII Seminarium Szkoleniowe nt. Nieniszczące Badania Materiałów, Zakopane, 2007.
• [14] Nowak M., Lyasota I., Gawlik J., Hebda M.: Wykorzystanie metody emisji akustycznej w badaniach węzła stalowego mostu kolejowego. Nowoczesne technologie i systemy zarządzania w transporcie szynowym, 2015, no. 3, pp. 357–363.
• [15] PN-H-84024:1975 Stal do pracy przy podwyższonych temperaturach – Gatunki.
• [16] PN-EN 13554:201.1 Badania nieniszczące – Emisja akustyczna – Zasady ogólne.

Uwagi

PL

Wersja polska artykułu w wydaniu papierowym s. 48-52.